专利名称：全自动个性化凸印机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压印打印技术，具体涉及ー种全自动个性化凸印机。
背景技术：
传统的压印打印机，例如制作卡片或证件的凸印机，通过将字符如卡号等压印于卡片上，通常利用凸模凸印出号码。国内目前能够自主生产制造的例如流水码凸印机，流水码凸印机已经普遍的应用在各种卡类凸字打印中，但流水码最大的不足是无法实现任意组合的打印，只能实现连续号码的打印，如NO. 0001、NO. 0002、NO. 0003……，而信用卡、会员卡等不但需要凸印卡号、日期还需要凸印拼音方式的用户姓名。国内尚无这种信息多且类型多祥的信用卡、会员卡的凸印机，这种信用卡、会员卡的凸印往往只能购买国外设备。另夕卜，即使采用国外凸印设备，也存在维护成本高，操作复杂，成本高等不足。
实用新型内容有鉴于此，提供ー种能实现全自动个性化凸印，而且大大提高了设备可维护性，还简化了操作，降低成本。—种全自动个性化凸印机，包括四轴运动控制器、步进电机驱动器、离合控制器、步进电机、打码电机、打码机械装置以及上位机，所述步进电机驱动器包括按三维坐标的X轴步进电机驱动器、Y轴步进电机驱动器、Z轴步进电机驱动器，所述步进电机包括按三维坐标的X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机，所述四轴运动控制器通过通信接ロ与上位机连接并接收来自于上位机的通信传输的信号以及命令，所述步进电机驱动器、离合控制器各自连接到四轴运动控制器以接收运动控制指令，所述步进电机驱动器、离合控制器还分别对应与步进电机、打码电机连接以发送所述运动控制指令给电机并控制相应的电机动カ输出，所述打码机械装置与步进电机、打码电机连接并根据电机动カ输出进行凸印打码。所述凸印机进ー步包括与四轴运动控制器连接并用于给四轴运动控制器反馈所述打码机械装置的机械运动的原点位置信号、极限位置信号的传感器。优选地，所述四轴运动控制器采用ARM核32位控制器。优选地，每个所述步进电机驱动器是支持最大500KHZ位置脉冲输入和方向脉冲输入，具有旋转位置控制精度高于O. 028度的驱动器。优选地，所述通信接ロ为RS485总线接ロ、RS232总线接ロ或USB接ロ。进ー步地，所述打码机械装置包括受步进电机控制而运动的凹凸模字符模具、与运动到位的凹凸模字符模具位置对应并受打码电机控制而击打凹凸模字符模具的冲头、用于抓取需要凸印的空卡的机械手。优选地，所述打码电机为交流异步电机。优选地，所述上位机是具有人机交互功能的计算机系统。进ー步地，所述凸印机具有电源，所述电源与四轴运动控制器、离合控制器和步进电机驱动器连接以分别对应供以24V直流电、24V直流电和36V直流电。进ー步地，所述卡包括信用卡、银行卡或会员卡。[0017]上述全自动个性化凸印机至少具有以下优点I.通过运动控制器、离合控制器以及各个电机及其控制器实现全自动化凸印，简化了操作； 2.凸印机通过采用上述模块化的架构设计，使凸印机可靠性大大提高，大大提高了设备可维护性，降低成本；3.利用含凸印信息表格，很有利于凸印信息复制，同时体现个性化设计；4.基于电脑的上位机软件将大家熟悉的excel表格数据信息高效的转换为能通信传输的信号，通过四轴运动控制器转成自动凸印机所能识别的数据信息，通过操作控制工具实现实现人机交互的过程，很大的方便的用户学习和使用；5.多功能运动控制器是基于高性价比的ARM核32位控制器，不仅满足高速运算的需要，而且满足高速数字输入输出功能和高速RS485信号、高速RS232信号或USB信号接收和发送功能；6.全自动个性化凸印机的出现打破了我国个性化卡片制作完全仰仗国外设备的格局，为俱乐部、超市、网上商城等提供了使用的VIP卡解决方案，利用传感器例如光电位置传感器能提高位置反馈速度和精度，提升打印精度和效率。以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中图I是本实用新型实施例提供的全自动个性化凸印机框架图。
具体实施方式
以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅作为实例，并不用于限定本实用新型的保护范围。本实用新型主要运动控制器、离合控制器以及各个电机及其控制器并结合操作控制工具实现实现全自动个性化凸印控制，通过打码机械装置执行凸印打码操作，大大提高设备可维护性，简化了操作，降低成本。另外，还进ー步采用传感器采样，引入高性价比的ARM控制器，以及采用高速总线接ロ，通过采用光电位置传感器能提高位置反馈速度和精度，提升打印精度和效率。请參阅
图1，显示本实用新型实施例的全自动个性化凸印机的组成框架，全自动个性化凸印机包括四轴运动控制器10、步进电机驱动器20、离合控制器30、步进电机40、打码电机50、打码机械装置60以及上位机70，步进电机驱动器20包括按三维坐标的X轴步进电机驱动器21、Y轴步进电机驱动器22、Z轴步进电机驱动器23，步进电机40包括按三维坐标的X轴步进电机41、Y轴步进电机42、Z轴步进电机43，上位机70内置有一个用于打开凸印信息表格并将表格信息编译成通信传输的信号的操作控制工具72，四轴运动控制器10通过通信接ロ 12与上位机连接并接收来自于上位机70的该通信传输的信号以及命令，步进电机驱动器20、离合控制器30各自连接到四轴运动控制器10以接收运动控制指令，步进电机驱动器20、离合控制器30还分别对应与步进电机40、打码电机50连接以发送运动控制指令给电机并控制相应的电机动カ输出，打码机械装置60与步进电机40、打码电机50连接并根据电机动カ输出进行凸印打码。具体地，四轴运动控制器10采用ARM核32位控制器，ARM器件具有体积小、低功耗、低成本、高性能等优点，不仅能满足脉冲发生功能、高速运算功能，而且满足高速数字输入输出功能和高速总线接ロ(例如本实施例中的RS485总线接ロ、RS232总线接ロ或USB接ロ)的信号接收和发送功能。进ー步地，该信号传输全部采用光电隔离器件，以提高信号完整性。如前所述，四轴运动控制器10的主要功能是通过通信接ロ接收上位机(如电脑)信号数据及命令，然后将信号数据及命令等信息解析成运动控制指令，这些指令以脉冲等数字量信号传送到步进电机驱动器20、离合控制器30中，以完成相应的动作。具体地，步进电机驱动器20是支持最大500KHZ位置脉冲输入和方向脉冲输入，具有旋转位置控制精度高于O. 028度的驱动器。如前所述，步进电机驱动器20包括X轴步进电机驱动器21、Y轴步进电机驱动器22和Z轴步进电机驱动器23，以对凸印操作进行三维方向位置和速度控制。每个步进电机驱动器可通用步进电机驱动器，控制核心是四轴运动控制器10，其将电脑表格的卡片凸印信息转换成加工エ序流程，然后控制步进电机驱动器20驱动步进电机运动到指定位置，控制刹车离合控制器30以完成凸印动作。 优选地，通信接ロ为RS485总线接ロ、RS232总线接ロ或USB接ロ。这些接ロ具有速度快，传输量大等特点，从而使得上位机与四轴运动控制器10之间的连接传输更快捷、运算速度更快，便于利用上位机对电机实施即时监控，提高步进电机的效率。离合控制器30可以采用通用的用于凸印机的离合控制器30。如前所述，步进电机40包括X轴步进电机41、Υ轴步进电机42和Z轴步进电机43，由步进电机驱动器20驱动，完成打码机械装置60的精确位置和运动速度控制。打码电机50优选为交流异步电机，作为打码的动カ来源，通过四轴运动控制器10控制离合控制器30以控制打码电机50的动カ输出。打码机械装置60包括受步进电机40控制而运动的凹凸模字符模具、与运动到位的凹凸模字符模具位置对应并受打码电机50控制而击打凹凸模字符模具的冲头、用于抓取需要凸印的空卡的机械手。具体打码时，通过控制卡片自动运动到冲头位置，凹凸模字符模具自动运动到模具冲头位置，冲头自动击打凹凸模字符模具完成凸印动作。冲头每运动一次凸印ー个字符，机械手自动抓取需要凸印的空卡，并且自动将凸印好的卡片放入ー个收卡盒中。本实施例的个性化是指用户对每张卡所要编辑的卡号、大/小字符、位置完全独立编辑，也就是说同一个excel表格里可以编辑一部分信用卡，一部分借记卡，一部分VIP卡等不同类型卡的信息，凸印机将完全按照编辑的内容凸印出用户想要的卡片凸印效果，满足个性化需求。打码机械装置60的具体结构和操作请參阅中国第200720171243. 7号专利申请的相关内容。上位机70优选为具有人机交互功能的计算机系统，例如可以是电脑或具有操作界面系统平台，例如可以是具有触摸屏的计算机系统，还可采用手持设备。控制命令包括如位置脉冲输入信号和方向脉冲输入信号等驱动控制信号。这些控制命令传递到四轴运动控制器10后被解析成位置、方向信息、字符信息等方面的信息，例如可以采用以位置脉冲输入和方向脉冲输入的形式，控制步进电机20作相应的动カ输出。操作控制工具72内置于上位机70中，将要打印的信息逐条发送到四轴运动控制器10，再由打码机械装置60执行凸印动作，将凸字打印在卡片上。以凸印信用卡为例，如果要凸印1000张信用卡，信用卡信息包括卡号、姓名、日期、有限期等，需要在excel表中用行表示第N张卡的所有信息，用列表示第N张卡，卡信息包括凸印的字符内容、字符的大小和字符位置。本实施例中的excel数据结构都是由字符内容、大小字符、位置组成。操作控制工具72用于打开excel表格,并将excel表格中凸印信息编译成可用于通信传输的信号，将这种信号通过通信接ロ 12送出。每次传输ー张卡的凸印信息，一张卡凸印完再进行第二张卡信息。四轴运动控制器10通过通信接ロ接收这种信号，然后按照上述控制操作过程执行凸印动作。操作控制工具72能够方便的选择需要打印的excel内容的局部或全部，例如只凸印特定的某ー张卡，或者凸印第m张到第η张。操作控制工具72可作为凸印机控制系统，如前所述，操作控制工具72是ー个安装在电脑(上位机70)上的软件工具，专门开发为适用于本实施例的凸印机。操作控制工具72可以包括表格数据读出部分、表格数据编程成可用于通信方式传输的数据包模块、RS232或者USB接ロ与凸码机通信的通信模块和凸码机打印命令控制模块等四个模块组成。这四个模块协调工作就完成了表格读取、编译、下载、控制等完整的控制功能。这样，加工信息是以EXCEL表格方式输入给安装在电脑上的操作控制工具72，该工具72将EXCEL表格内容转换为加工数据信息并发送到凸码机中。进ー步，凸印机还包括传感器14，例如可以为光电对射式位置传感器，用于检测位 置，当打码机械装置60到达指定位置时将光电传感器发射光遮挡，接收端将检测不到发射光信号，从而输出ー个电平信号，遮挡后输出高电平还是低电平是可以配置的，具体依据实际需要配置。传感器14与四轴运动控制器10连接并用于给四轴运动控制器10反馈打码机械装置60的机械运动的原点位置信号、极限位置信号。通过传感器14，优选采用光电位置传感器能提高位置反馈速度和精度，提升打印精度和效率。另外，本实施例的全自动个性化凸印机还具有电源80，电源80与四轴运动控制器
10、离合控制器30和步进电机驱动器20连接以分别对它们供电。电源80的输入为220V交流电，通过ー DC/DC单元82进行转换，可以恒压输出，具体输出为24V直流电和36V直流电。其中24V直流电用于供给四轴运动控制器10和离合控制器30，36V直流电用于供给步进电机驱动器20。本实施例的全自动个性化凸印机可用于制作各种类型的卡，包括信用卡、银行卡或会员卡，还可以是其他证件，例如护照或驾驶证等等。本实施例的全自动个性化凸印机至少具有以下优点I.通过运动控制器10、离合控制器30以及各个电机40及其控制器20实现全自动化凸印，简化了操作；2.凸印机通过采用上述模块化的架构设计，使凸印机可靠性大大提高，大大提高了设备可维护性，降低成本；3.利用含凸印信息表格，很有利于凸印信息复制，同时体现个性化设计；4.基于电脑的上位机软件将大家熟悉的excel表格数据信息高效的转换为能通信传输的信号，通过四轴运动控制器转成自动凸印机所能识别的数据信息，通过操作控制工具实现实现人机交互的过程，很大的方便的用户学习和使用；5.多功能运动控制器是基于高性价比的ARM核32位控制器，不仅满足高速运算的需要，而且满足高速数字输入输出功能和高速RS485信号、高速RS232信号或USB信号接收和发送功能。6.全自动个性化凸印机的出现打破了我国个性化卡片制作完全仰仗国外设备的格局，为俱乐部、超市、网上商城等提供了使用的VIP卡解决方案，利用传感器例如光电位置传感器能提高位置反馈速度和精度，提升打印精度和效率。[0049]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已， 并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种全自动个性化凸印机，其特征在于，包括四轴运动控制器、步进电机驱动器、离合控制器、步进电机、打码电机、打码机械装置以及上位机，所述步进电机驱动器包括按三维坐标的X轴步进电机驱动器、Y轴步进电机驱动器、Z轴步进电机驱动器，所述步进电机包括按三维坐标的X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机，所述四轴运动控制器通过通信接ロ与上位机连接并接收来自于上位机的通信传输的信号以及命令，所述步进电机驱动器、离合控制器各自连接到四轴运动控制器以接收运动控制指令，所述步进电机驱动器、离合控制器还分别对应与步进电机、打码电机连接以发送所述运动控制指令给电机并控制相应的电机动カ输出，所述打码机械装置与步进电机、打码电机连接并根据电机动カ输出进行凸印打码。
2.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，还包括与四轴运动控制器连接并用于给四轴运动控制器反馈所述打码机械装置的机械运动的原点位置信号、极限位置信号的传感器。
3.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述四轴运动控制器采用ARM核32位控制器。
4.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，每个所述步进电机驱动器是支持最大500KHZ位置脉冲输入和方向脉冲输入，具有旋转位置控制精度达O. 028度的驱动器。
5.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述通信接ロ为RS485总线接ロ、RS232总线接ロ或USB接ロ。
6.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述打码机械装置包括受步进电机控制而运动的凹凸模字符模具、与运动到位的凹凸模字符模具位置对应并受打码电机控制而击打凹凸模字符模具的冲头、用于抓取需要凸印的空卡的机械手。
7.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述打码电机为交流异步电机。
8.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述上位机是具有人机交互功能的计算机系统。
9.如权利要求I所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述凸印机具有电源，所述电源与四轴运动控制器、离合控制器和步进电机驱动器连接以分别对应供以24V直流电、24V直流电和36V直流电。
10.如权利要求6所述的全自动个性化凸印机，其特征在于，所述卡包括信用卡、银行卡或会员卡。
专利摘要本实用新型涉及一种全自动个性化凸印机，包括四轴运动控制器、步进电机驱动器、离合控制器、步进电机、打码电机、打码机械装置以及上位机，上位机内置有一个用于打开凸印信息表格并将表格信息编译成通信传输的信号的操作控制工具，四轴运动控制器通过通信接口与上位机连接并接收来自于上位机的通信传输的信号以及命令，驱动器、离合控制器各自连接到四轴运动控制器以接收运动控制指令，驱动器、离合控制器还分别对应与步进电机、打码电机连接以发送运动控制指令给电机并控制相应的电机动力输出，打码机械装置与步进电机、打码电机连接并根据电机动力输出进行凸印打码。该凸印机可维护性高、操作简便,可用于制作各种卡或证件。
文档编号B41K3/36GK202428857SQ20112033641
公开日2012年9月12日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者李鹏, 梅建彬, 欧文学, 王瑞龙, 王龙, 聂均, 钱海龙, 高超京 申请人:深圳市方远微测控科技有限公司